含N,O配体金属簇合物的构筑及性能研究

论文摘要

多核金属配合物具有新颖的拓扑结构、特殊的物理或化学性质以及广泛的潜在用途,越来越受到人们的关注。Schiff-Base是制备金属配合物的非常重要的一类配体。本论文工作选用基于2,6-二甲酰基-4-甲基苯酚（2,6-diformyl-4-methylphenol,简称DFMP）的Schiff-Base,即DFMP与一系列甲胺合成的Schiff-Base作为配体设计合成了10个新的配合物,并对其进行了单晶X-射线分析、元素分析、红外分析、以及磁学性质等方面的表征和研究。开展的工作主要有以下两个部分：一.原位（in situ）缩合反应所得的Schiff-Base配体H3L1, H3L2, H3L3, HL4和HL5与一系列的过渡金属盐反应,最终得到双缺角立方烷结构的四种四核镍配合物（1-4）和一种四核锰配合物（5）、两核钴配合物（6）、十核铁配合物（7）。详细研究了各个配合物的分子结构以及配合物（1-3）的磁学性质。（1-5）五种配合物都具有双缺角立方烷的结构；配合物（6）中每个钴离子都是六配位的变形八面体结构；配合物7具有“梯”形核心结构,相邻的四个Fe（Ⅲ）离子及桥联氧形成双缺角立方烷结构。我们对配合物1-3做了磁性测量,通过公式对其变温磁化率进行拟合,拟合所得磁耦合常数J都是正值,说明这三种配合物主要表现为分子内的铁磁相互作用。对于配合物（6）,分别用三种理论模型对其磁化率进行拟合,拟合结果表明钴离子间为反铁磁相互作用。二.原位缩合反应（in situ）所得的Schiff-Base配体H3L6和HL7与稀土金属盐反应,得到一维钐链配合物（8）、三股螺旋的双核镝（9）和双核铽（10）配合物。详细表征了其晶体结构和磁学性质。配合物（8）的不对称单元是由八配位和九配位的两个Sm（Ⅲ）离子及六个苯甲酸根构成的,另外两个苯甲酸根桥联相邻不对称单元,从而构成了八配位和九配位交替的一维链状结构。通过公式对其变温磁化率进行拟合,拟合所得磁耦合常数J是负值,说明这种配合物主要表现的都是分子内的反铁磁相互作用。配合物（9）和配合物（10）是同构配合物,两个金属离子与三个配体构成三股螺旋结构,左手螺旋和右手螺旋同处于晶胞内,形成外消旋体。磁化强度曲线表明两种配合物都具有磁各向异性。交流磁化率测量过程中,配合物（9）有明显的虚部磁化率信号,表现出磁化强度的慢弛豫现象,然而配合物（10）没有交流信号。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 选题背景与研究意义
• 1.2 稀土单分子磁体的研究进展
• 1.2.1 稀土离子单分子磁体的分类及性质
• 1.2.2 总结与展望
• 1.3 本论文主要研究内容
• 第二章 实验仪器、试剂及表征方法
• 2.1 主要仪器
• 2.2 主要试剂和药品
• 2.3 测试方法和仪器
• 2.3.1 单晶结构分析
• 2.3.2 磁测量
• 2.3.3 元素分析
• 2.3.4 红外光谱
• 第三章 过渡金属配合物的合成、结构与性质
• 3.1 四种双缺角立方烷配合物的合成、结构及性质表征
• 3.1.1 配合物1-5的合成
• 3.1.2 配合物1-5的晶体结构
• 3.1.3 配合物1-3的磁学性质
• 3.2 双核钻配合物（6）
• 3.2.1 配合物6的合成
• 2.2.2 配合物6的晶体结构
• 3.2.3 配合物6的磁学性质研究
• 3.3 十核铁配合物配合物（7）
• 3.3.1 配合物7的合成
• 3.3.2 配合物7的晶体结构
• 3.4 本章小结
• 第四章 稀土金属配合物的合成、结构与性质
• 4.1 一维钐链配合物（8）
• 4.1.1 配合物8的合成
• 4.1.2 配合物8的晶体结构
• 4.1.3 配合物8的磁学性质研究
• 4.2 三股螺旋的配合物（9-10）
• 4.2.1 配合物9-10的合成
• 4.2.2 配合物9-10的晶体结构
• 4.2.3 配合物9-10的磁学性质研究
• 4.3 本章小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录1 配合物1-10的重要键长和键角
• 附录2 攻读硕士学位期间发表的论文和获奖情况